单体液压支柱的选型计算.doc

单体液压支柱的选择计算一、回采工作面支护形式的选择采煤工作面的支护经历了重大的技术改革，经历了木支柱、摩擦柱、单体液压支柱及液压支架阶段，在顶板管理技术上，由传统的密集支柱、对柱、丛柱等切顶支柱，发展到无密集、切顶，在坚硬顶板工作面采用液压切顶墩柱，在采面刮搬输送机头支护上采用11#工字钢梁四柱八梁等支护方法，这些支护技术改革有利地促进了回采工作面单产的提高，安全情况也大有改观。单体液压支柱有外注式DZ和内注式NDZ，由于内注式操作时初撑力不稳定和不便于检修，因此，本矿采用外注式单体液压支柱。1、单体液压支柱规格的选择：支柱规格的选择，主要依据支柱在开采煤层使用时需要达到最大高度和最小高度。1）支柱的最大高度Hmax Hmax=Mmaxbl式中：Mmax工作面最大采高，m；我矿26号煤层在最高1.7m b顶梁厚度，m；l为了避免支柱在完全抽出状态下工作，预留的活柱富裕行程，一般为100mm。如果在直接顶与煤层中存在有0.30.5m以下的随采随落的伪顶，支柱最大高度还应考虑伪顶厚度c，即为：Hmax=Mmaxcbl=1.7 +0.3+0.1+0.1=2.2m2）支柱的最小高度Hmin应适用于放顶前支柱高度，为了方便的回收液压支柱，使支柱不致压死；按普通采煤管理办法的规定，应留有100mm伸缩余量，则：Hmin=Mminsba。式中：Mmin工作面最小高采，m； s顶板在最大控顶距处平均最大下沉量，m； a支柱卸戴高度（一般0.1）,m；顶板在最大控顶距处平均下沉量，应根据同一层煤开采的实测资料确定。也有估算方法可供参考，即： S=MR式中：0.04-0.05； R最大控顶距。（三）单体液压支柱工作面支护强度的确定采场支柱的支护强度要求支柱在“给定载荷”和“给定变形”工作状态下，既能有一定的承载能力，又要能够防止老顶来压时，顶板沿工作面煤壁切断。采场支柱的支护强度系数指单位面积内全部支柱的总支撑能力。支护强度的计算方法，基本上分为三种，有经验估算法、观测统计法和理论计算法。但目前通用的是经验估算法。1、经验估算法按照煤层开采的厚度一定倍数的岩重，估算支柱应有的载荷计算方法：各国都不完全相同，而我国通过大量的实测资料分析得出P=(68)M计算公式：式中的M为煤层开采厚度，为顶板岩石容重。云贵煤矿炮采工作面，采高1.8m，工作面斜长80m，采用三班生产自采自回的多循环作出方式，控顶采用3-4排管理、排距、柱距分别为1.0m， 0.8m，全部陷落法管理顶板。1、支护选型及支护密度计算工作面选用DZ18-1800/100型单体液压支柱和HDJA-1000型铰接顶梁配套使用。支柱的额定工作阻力，294KN。初始工作阻力：114-154KN。最大支撑高度：2.24m。最小支撑高度：1.44m。支柱活柱行程：0.8m。泵站压力18Mpa。每根单体支柱的工作阻力为P支=Fn=2940.85=249.9KN/根式中n支柱实际利用系数，取0.85； F单体柱额定工作阻力，KN；单体面积顶板压力W为：W=KM=624.51.8=265KN/m2式中：K安全系数，取6；顶板岩石容重，24.5KN/m3；M采高1.8m。1）工作面支护密度确定：最大控顶距为Lmax=4.0m，工作面斜长L为80m，Smax=LmaxL=4.080=320(m2)最大控顶距时，支柱数目N大。Nmax=(0.5+Bmax)= 800